JP5867770B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ等の撮像光学系によって結像される被写体の像を撮像素子によって撮像する撮像装置に関するものであり、温度変化が大きい環境で使用される撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus that picks up an image of a subject formed by an image pickup optical system such as a lens using an image pickup element, and relates to an image pickup apparatus used in an environment where a temperature change is large.
レンズ等の撮像光学系によって結像される被写体の像を撮像素子によって撮像する撮像装置が普及している。撮像装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮影を主な機能とする機器に使用されるほか、撮像装置の小型化に伴って携帯電話機やスマートフォン、PDA、ノート型パソコン等にも撮像装置(カメラモジュール)が付加的に搭載されている。さらに、撮像装置は、屋外に設置される監視カメラや、走行記録や車庫入れのサポート等のために移動体(例えば自動車、自動二輪車、自転車、船舶、飛行体)に搭載される車載カメラとしても普及している。 2. Description of the Related Art Image pickup apparatuses that pick up an image of a subject formed by an image pickup optical system such as a lens using an image pickup element have become widespread. In addition to being used for devices such as digital cameras and digital video cameras whose main functions are image pickup devices, image pickup devices (such as mobile phones, smartphones, PDAs, and notebook personal computers) are used in conjunction with downsizing of image pickup devices. Camera module) is additionally installed. Furthermore, the imaging apparatus can be used as a surveillance camera installed outdoors, or as an in-vehicle camera mounted on a moving body (for example, an automobile, a motorcycle, a bicycle, a ship, a flying body) for running recording or garage support. It is popular.
このように様々な箇所で使用される撮像装置であるが、特に車載カメラ等の温度変化が大きく過酷な環境で使用される撮像装置には、撮像装置を構成する各部の膨張や収縮に関わらずに安定した性能を発揮することが求められる。例えば、フォーカス調節機能を有しない撮像装置が常温環境(例えば20℃程度の環境)で焦点位置が合うように組み立てられている場合に、この撮像装置を高温環境(例えば80℃程度の環境)で使用すると、レンズやレンズを保持するレンズ鏡胴(レンズバレル)の膨張によりフォーカス移動が発生するので、温度変化によるフォーカス移動を補償することが好ましい。 Although the imaging device is used in various places as described above, the imaging device used in a severe environment where the temperature change is large, such as an in-vehicle camera, regardless of expansion or contraction of each part constituting the imaging device. It is required to exhibit stable performance. For example, when an imaging apparatus that does not have a focus adjustment function is assembled in a normal temperature environment (for example, an environment of about 20 ° C.) so that the focal point is aligned, the imaging apparatus is operated in a high temperature environment (for example, an environment of about 80 ° C.) When used, focus movement occurs due to expansion of the lens and the lens barrel (lens barrel) that holds the lens, and thus it is preferable to compensate for focus movement due to temperature changes.
特許文献1には、撮像素子の背面に温度に応じて伸縮する伸縮部材を設けたデジタルカメラが開示されている。このデジタルカメラは、温度変化が生じた場合、伸縮部材の伸縮によって自動的に撮像素子の位置を微調節することにより、フォーカス移動を補償する。
特許文献2には、レンズ鏡胴を外筒と内筒からなる二重構造にして温度変化によるフォーカス移動を抑制した赤外線撮影用車載カメラが開示されている。具体的には、特許文献2の車載カメラは、撮像素子と一体になった支持体に、外筒の基端を固定し、外筒の先端を内筒の先端と固定した構造とし、更に外筒と内筒の材料(熱膨張係数)と長さを調節することにより、支持体を基準としたレンズ鏡筒の被写体側への膨張(外筒の膨張)とレンズの屈折率変化による焦点位置のシフトを、外筒の先端から撮像素子側への膨張(内筒の膨張)によって相殺して、温度変化があっても焦点位置が撮像素子上に保たれるようにしている。 Patent Document 2 discloses an in-vehicle camera for infrared photographing in which a lens barrel has a double structure including an outer cylinder and an inner cylinder, and a focus movement due to a temperature change is suppressed. Specifically, the in-vehicle camera of Patent Document 2 has a structure in which a base end of an outer cylinder is fixed to a support body integrated with an image sensor, and a distal end of the outer cylinder is fixed to a distal end of the inner cylinder. By adjusting the material (thermal expansion coefficient) and length of the tube and the inner tube, the lens barrel expands toward the subject (expansion of the outer tube) relative to the support and the focal position due to the change in the refractive index of the lens Is offset by expansion from the tip of the outer cylinder to the image sensor side (expansion of the inner cylinder), so that the focal position is maintained on the image sensor even if there is a temperature change.
また、特許文献3には、レンズ鏡胴をレンズ保持部(内筒)と中間部材(外筒)の二重構造にするとともに、中間部材に対するレンズ保持部の取り付け位置を所定の3箇所の位置で変更自在にした撮像装置が開示されており、温度変化によってフォーカス移動が生じた場合には、レンズ保持部の取り付け位置を変更することにより、温度変化によるフォーカス移動を抑えることが開示されている。 In Patent Document 3, the lens barrel has a double structure of a lens holding part (inner cylinder) and an intermediate member (outer cylinder), and the lens holding part is attached to the intermediate member at three predetermined positions. An imaging device that is freely changeable is disclosed, and when focus movement occurs due to temperature change, it is disclosed that focus movement due to temperature change is suppressed by changing the mounting position of the lens holding unit. .
車載カメラ等のように温度変化が大きい環境で使用される撮像装置は、上述のように温度変化によるフォーカス移動を抑えなければならないが、さらに水に代表される液体やほこり等の異物の侵入を防止することが求められる場合がある。過酷な環境で使用される撮像装置は、温度変化だけでなく液体やほこり等にさらされる場合が多く、液体やほこり等の異物が侵入すると、結露や汚れによって撮影画像が劣化したり、撮像素子の制御回路がショートして破損したりする可能性があるからである。 Imaging devices used in environments with large temperature changes, such as in-vehicle cameras, must suppress focus movement due to temperature changes, as described above, but also prevent intrusion of foreign substances such as liquids such as water and dust. It may be required to prevent. Imaging devices used in harsh environments are often exposed not only to temperature changes but also to liquids and dust. When foreign objects such as liquids and dust enter the camera, the captured image may deteriorate due to condensation or dirt. This is because the control circuit may be short-circuited and damaged.
例えば、車載カメラの場合、自動車の室外に設置する場合には言うまでもないが、自動車の室内に設置される場合でも、室内清掃をするときに水や洗浄液が付着して撮像装置内に侵入してしまう場合がある。特に、レンズ鏡胴を二重構造にしてフォーカス移動を補償する場合、レンズ鏡胴が一重構造の場合よりも液体やほこり等の異物の侵入経路が増えるので、より確実に液体やほこり等の異物の侵入を防ぐことが求められる。 For example, in the case of an in-vehicle camera, it goes without saying that it is installed outside a car, but even when it is installed inside a car, water or a cleaning liquid adheres to the inside of the imaging device when cleaning the room. May end up. In particular, when the lens barrel has a double structure to compensate for focus movement, the intrusion path for foreign matter such as liquid and dust is increased compared to a single lens barrel structure. It is required to prevent intrusion.
特許文献1に記載の撮像装置は、撮像素子の駆動基板(CCDプレート)に固定された円筒状の鏡胴土台部の内面に、レンズを直接的に支持するレンズ支持部が接着されており、全体として鏡胴土台部とレンズ支持部の二重構造のレンズ鏡胴になっているが、温度変化によって鏡胴土台部やレンズ支持部の膨張及び収縮が繰り返されて接着剤が劣化して、液体やほこり等の異物の侵入しやすくなってしまうことがある。 In the imaging device described in
また、特許文献2に記載の撮像装置は、レンズ鏡胴の内筒と外筒が螺合されているが、温度変化によってこれらの膨張及び収縮が繰り返されると、これらの隙間から液体やほこり等の異物が侵入する可能性がある。同様に、特許文献3に記載の撮像装置は、レンズ保持部の取り付け位置を変更するときに中間部材とレンズ保持部の隙間から液体やほこり等の異物が侵入してしまう可能性がある。 In the imaging apparatus described in Patent Document 2, the inner cylinder and the outer cylinder of the lens barrel are screwed together. When the expansion and contraction are repeated due to a temperature change, liquid or dust is discharged from these gaps. There is a possibility that foreign matter enters. Similarly, in the image pickup apparatus described in Patent Document 3, there is a possibility that foreign matters such as liquid and dust may enter from the gap between the intermediate member and the lens holding portion when the attachment position of the lens holding portion is changed.
本発明は、温度変化によるフォーカス移動を抑え、かつ、液体やほこり等の異物の侵入を防止した撮像装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus that suppresses focus movement due to temperature change and prevents entry of foreign matters such as liquid and dust.
本発明の撮像装置は、撮像レンズ、撮像素子、中間部材を備える。撮像レンズは、レンズ鏡胴に保持されており、被写体の像を結像する。撮像素子は、撮像レンズによって結像される被写体の像を撮像する。中間部材は、レンズ鏡胴と線膨張係数が異なる材料からなり、一端の内周面にレンズ鏡胴と当接するフランジ部を有し、レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部の撮像素子側の面が接合されることによってレンズ鏡胴を保持する。 The imaging device of the present invention includes an imaging lens, an imaging element, and an intermediate member. The imaging lens is held by a lens barrel and forms an image of a subject. The imaging element captures an image of a subject formed by the imaging lens. The intermediate member is made of a material having a coefficient of linear expansion different from that of the lens barrel. The intermediate member has a flange portion that comes into contact with the lens barrel on the inner peripheral surface of one end. The surface of the lens barrel on the subject side and the flange portion of the intermediate member The lens barrel is held by joining the surfaces on the image sensor side.
レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部の当接面は、撮像レンズの最も被写体側の面と最も撮像素子側の面との間にあり、かつ、撮像レンズの最も被写体側の面と最も撮像素子側の面の間隔の1/3よりも被写体側に設けられていることが好ましい。 The surface of the lens barrel on the subject side and the contact surface of the flange portion of the intermediate member are between the surface of the imaging lens closest to the subject and the surface of the imaging element, and are closest to the subject side of the imaging lens. It is preferable to be provided closer to the subject than 1/3 of the distance between the surface and the surface closest to the image sensor.
レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部は、接着剤により接合されていることが好ましい。 The subject side surface of the lens barrel and the flange portion of the intermediate member are preferably joined by an adhesive.
レンズ鏡胴の外周面または中間部材の内周面の少なくとも一方に、レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部の当接面に隣接して、接着剤溜まりが設けられていることが好ましい。 At least one of the outer peripheral surface of the lens barrel or the inner peripheral surface of the intermediate member is provided with an adhesive reservoir adjacent to the subject side surface of the lens barrel and the contact surface of the flange portion of the intermediate member. Is preferred.
接着剤溜まりは、例えばレンズ鏡胴の外周面または中間部材の内周面の全周に連続して設けられているのが好ましい。接着剤溜まりは、レンズ鏡胴の外周面または中間部材の内周面の一部かつ複数箇所に設けられていても良い。 The adhesive reservoir is preferably provided continuously, for example, on the entire outer circumference of the lens barrel or the inner circumference of the intermediate member. The adhesive reservoir may be provided at a part of the outer peripheral surface of the lens barrel or the inner peripheral surface of the intermediate member and at a plurality of locations.
レンズ鏡胴の線膨張係数が、10×10−6K−1以上70×10−6K−1以下の範囲内であることが好ましい。It is preferable that the linear expansion coefficient of the lens barrel is in the range of 10 × 10 −6 K −1 or more and 70 × 10 −6 K −1 or less.
中間部材の線膨張係数が、0.1×10−6K−1以上40×10−6K−1(1/K)以下の範囲内であることが好ましい。
また、中間部材のフランジ部と接合されるレンズ鏡胴の被写体側の面は、レンズ鏡胴の外周面に外側に向けて突出して設けられるフランジ部の前面であることが好ましい。The linear expansion coefficient of the intermediate member is preferably within a range of 0.1 × 10 −6 K −1 or more and 40 × 10 −6 K −1 (1 / K) or less.
In addition, it is preferable that the subject-side surface of the lens barrel to be joined to the flange portion of the intermediate member is the front surface of the flange portion provided to protrude outward from the outer peripheral surface of the lens barrel.
本発明の撮像装置は、レンズ鏡胴と中間部材を接合した二重構造によって撮像レンズを保持し、レンズ鏡胴と中間部材が、中間部材の内周面に設けられたフランジ部とレンズ鏡胴の被写体側の面とで接合されているので、温度変化によるフォーカス移動を抑え、かつ、液体やほこり等の異物の侵入を防止することができる。 An imaging apparatus according to the present invention holds an imaging lens by a double structure in which a lens barrel and an intermediate member are joined, and the lens barrel and the intermediate member are provided with a flange portion and a lens barrel provided on an inner peripheral surface of the intermediate member. Therefore, the movement of the focus due to temperature change can be suppressed, and the entry of foreign matter such as liquid or dust can be prevented.
図1及び図2に示すように、撮像装置10は、撮像レンズ11と撮像素子12を備え、撮像レンズ11によって結像される被写体の像を撮像素子12によって撮像する。撮像装置10は、例えば、自動車の室内に設置される車載カメラである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the
撮像レンズ11は、固定焦点レンズであり、例えば、レンズやミラー、プリズム等から構成され、必要に応じて光学フィルタ等の実質的にパワーを有しない部材を含む。撮像レンズ11の光軸L1はレンズ鏡胴13及び中間部材15の中心軸でもある。図1では、一例として6枚のレンズからなる撮像レンズ11を示しているが、各レンズの厚さや面形状、レンズの枚数やその他の部材の有無は任意である。また、撮像レンズ11を構成する各レンズは、例えば全てガラスレンズであり、レンズ鏡胴13によって互いに所定の位置関係を保って保持される。 The
レンズ鏡胴13は円筒部13aとフランジ部13b,13cを有し、全体としてはほぼ円筒状の部材である。また、レンズ鏡胴13は中間部材15に接合され、中間部材15を介して撮像素子12に対する位置が固定される。すなわち、撮像レンズ11は、直接的にはレンズ鏡胴13に保持されるが、全体としては、レンズ鏡胴13と中間部材15の二重構造によって撮像素子12に対する位置が固定される。 The
円筒部13aは、レンズ鏡胴13の円筒部分であり、撮像レンズ11の各レンズを接着等により保持する。このため、円筒部13aの内面側には、撮像レンズ11の各レンズの位置決めをするための突起等(図示しない)が適宜設けられている。 The
フランジ部13b,13cは、円筒部13aの側面に外側(光軸L1から遠ざかる方向)に向けて突出して設けられる。また、フランジ部13b,13cは、円筒部13aの全周に設けられている。被写体側(図1の左側)にあるものがフランジ部13bであり、撮像素子12側(図1の右側)にあるものがフランジ部13cである。また、光軸L1を含む面によるフランジ部13b,13cの断面は概ね四角形である。フランジ部13b,13cの突出量は、側面21,22(光軸L1に平行な面)が中間部材15の内面23に当接するように定められている。 The
フランジ部13bは、レンズ鏡胴13と中間部材15を接合するための接合部であり、フランジ部13bの前面26(被写体側の面)が中間部材15と接合される。すなわち、レンズ鏡胴13と中間部材15の接合面41は、フランジ部13bの前面26である。 The
また、フランジ部13bは、撮像レンズ11の最も被写体側の面11aと最も撮像素子12側の面11bの中心間隔(以下、撮像レンズ11の長さという)の1/3よりも前方(被写体側)に設けられている。より具体的には、撮像レンズ11の最も被写体側の面11aの中心から光軸L1に沿って測った接合面41までの長さが、撮像レンズ11の長さの1/3よりも小さくなるように、フランジ部13bの位置が定められている。 Further, the
フランジ部13cは、レンズ鏡胴13(撮像レンズ11)の軸ぶれを防止するために設けられた突起である。すなわち、撮像レンズ11を保持したレンズ鏡胴13が中間部材15に嵌め込まれて接合される場合に、フランジ部13cの側面22(光軸L1に平行な面)が中間部材15の内面23と当接することにより、中間部材15の中心軸と光軸L1を平行に保つ。 The
なお、レンズ鏡胴13は、例えば、アルミニウムや黄銅等の金属や、ポリカーボネート(PC),ポリアミド(PA),ポリフタルアミド(PPA),ポリフェニレンエーテル(PPE),ポリブチレンテレフタラート(PBT),ポリフェニレンサルファイド(PPS)に代表される樹脂で形成される。金属で形成する場合、レンズ鏡胴13の線膨張係数は、概ね10×10−6K−1以上30×10−6K−1以下であることが好ましい。樹脂で形成する場合、レンズ鏡胴13の線膨張係数は、概ね10×10−6K−1以上70×10−6K−1以下であることが好ましい。すなわち、レンズ鏡胴13の線膨張係数を10×10−6K−1以上70×10−6K−1以下にして、レンズ鏡胴13等の寸法を決定すれば、金属または樹脂から適切な材料を容易に選出することできる。The
中間部材15は、一端でレンズ鏡胴13を保持し、他端でレンズホルダ16に固定されることにより、撮像レンズ11の合焦位置に撮像素子12が位置するように、撮像素子12に対して撮像レンズ11を固定する。 The
中間部材15は、前端部(被写体側の端部)に、内周面側(光軸L1側)に突出するフランジ部15aを有する。フランジ部15aの後面27(撮像素子12側の表面)は、レンズ鏡胴13のフランジ部13bの前面26と当接して接合される。このフランジ部15aの後面27とフランジ部13bの前面26を接合した接合面(当接面)41によって、中間部材15はレンズ鏡胴13を保持する。フランジ部15aの後面27とフランジ部13bは接着剤によって接合される。接着剤の種類は任意であるが、温度変化によって劣化しにくいものを用いることが好ましい。 The
フランジ部15aの後側(撮像素子12側)には、レンズ鏡胴13が嵌め込まれる胴部15bが設けられている。胴部15bのフランジ部13bと嵌合する部分の径は、フランジ部13bの突出量を含めたレンズ鏡胴13の径にほぼ合致するように定められており、内面23とフランジ部13bの側面21が当接する。但し、胴部15bの内面23とフランジ部13bの側面21が接合されていない場合は、中間部材15やレンズ鏡胴13が膨張(あるいは収縮)した場合、フランジ部13bは変形することなく、内面23に当接しつつ胴部15bに対してスライドする。なお、フランジ部13bの前面26からレンズ面11bまでの長さと比較してフランジ部13bが薄く、膨張や収縮による影響が少ない場合には、内面23と側面21が接合されていても良い。 A
中間部材15の後端部(撮像素子12側の端部)には、レンズホルダ16と嵌合する嵌合部15cが設けられている。また、レンズホルダ16は、中間部材15の嵌合部15cと嵌合する凸部16aと、中間部材15が突き当たる土台部16bで構成されている。 A
嵌合部15cがレンズホルダ16に嵌合された場合、嵌合部15cの光軸L1に平行な内面28はレンズホルダ16の側面29と当接し、嵌合部15cの光軸L1に垂直な内面31はレンズホルダ16の前面32と当接する。但し、これらはいずれも接合はされていないので、中間部材15やレンズ鏡胴13が膨張(収縮)した場合、当接位置は相対的にスライドする。なお、側面29の長さが、中間部材15の内面23に比べて短く、膨張や収縮による影響が少ない場合には、内面28と側面29は接合されていても良い。内面31と前面32も同様である。 When the
嵌合部15cの端面35は、土台部16bの前面33と当接した状態で接着剤により接合される。すなわち、中間部材15は、嵌合部15cの端面35と土台部16bの前面33を接合した接合面42によって、中間部材15がレンズホルダ16に固定される。 The
土台部16の後面34は、駆動基板17の接合位置43に例えば接着剤により接合される。駆動基板17は撮像素子12を駆動するための回路等が実装された基板であり、例えばほぼ中央の位置に撮像素子12が配置されている。レンズホルダ16の中心には、撮像素子12が配置されるように、駆動基板17とレンズホルダ16の接合位置43は予め定められている。したがって、レンズ鏡胴13を保持した中間部材15をレンズホルダ16に嵌合して接合することで、光軸L1は撮像素子12の中心に合致する。 The
なお、中間部材15は、例えば、PC,PBT,PPS,液晶ポリマー(LCP)等に代表される樹脂で形成され、線膨張係数は概ね0.1×10−6K−1以上40×10− 6K−1以下であることが好ましい。中間部材15の材料は、少なくともレンズ鏡胴13及びレンズホルダ16と線膨張係数が異なるように選択される。すなわち、中間部材15の線膨張係数を0.1×10−6K−1以上40×10−6K−1以下にして中間部材15等の寸法等を決定すれば、上述の樹脂材料の中から適切な樹脂材料を容易に選出することができる。The
また、レンズホルダ16は、例えば、アルミニウムや黄銅等の金属や、PC,PA,PPA,PPE,PBT,PPSに代表される樹脂で形成される。したがって、金属で形成する場合、レンズホルダ16の線膨張係数は、概ね10×10−6K−1以上30×10 −6K−1以下であることが好ましい。樹脂で形成する場合、レンズホルダ16の線膨張係数は、概ね10×10−6K−1以上70×10−6K−1以下であることが好ましい。すなわち、レンズホルダ16の線膨張係数を10×10−6K−1以上70×10−6K−1以下にして、レンズホルダ16等の寸法を決定すれば、上述の金属または樹脂から適切な材料を容易に選出することできる。レンズホルダ16を形成する材料は、レンズ鏡胴13と同じでも良い。 The
なお、撮像装置10は、中間部材15を介してレンズ鏡胴13をレンズホルダ16に取り付けた状態で、カバー部材19によって覆われて、所定の箇所(自動車の室内)等に設置される。カバー部材19は、少なくとも撮像レンズ11を露呈する。 The
以下、撮像装置10の作用を中間部材15とレンズホルダ16が接合位置42でのみ接着されているとして、説明する。まず、図3(A)に示すように、例えば気温20℃の常温環境で、バックフォーカスが撮像レンズ11の最後面11bから撮像素子12の撮像面に一致しており、被写体の像の焦点位置が合うように組み立てられているとする。この場合、撮像レンズ11のバックフォーカスがA0(mm)、レンズホルダ16の土台部16bの長さがB0(mm)、レンズ鏡胴13と中間部材15の接合面41からレンズホルダ16と中間部材15の接合面42の長さがC0(mm)、接合面41から撮像レンズ11の最後面11bが光軸と交わる位置までの長さD0(mm)であり、駆動基板17から撮像素子12の撮像面までの距離をΔ(mm)とすれば、Δ=B0+C0−D0−A0である。Hereinafter, the operation of the
図3(B)に示すように、撮像レンズ10の周辺の温度がたとえば80℃の高温環境では、撮像装置10の各部は膨張し、レンズホルダ16の土台部16bの長さがB1(>B 0)、接合面41から接合面42の長さC1(>C0)、接合面41から撮像レンズ11の最後面11bの長さがD1(>D0)にそれぞれ膨張する。撮像レンズ11を全てガラスレンズとした場合、撮像レンズ11を構成する各レンズの膨張を無視するとしても、撮像レンズ11を直接保持するレンズ鏡胴13が膨張したことにより、各レンズの間隔が長くなるので、バックフォーカスは例えばA1(mm)に短くなる(A1<A0)。 As shown in FIG. 3B, in a high temperature environment where the temperature around the
これらの各長さの変化のうち、レンズホルダ16の土台部16bの膨張、接合面41から接合面42の中間部材15の膨張、レンズ鏡胴13の膨張によるバックフォーカスの短縮は、全て温度上昇に応じて焦点位置を被写体側にずらす(いわゆる前ピンにする)作用を示す。レンズ鏡胴13の膨張は、中間部材15の接合面41を基準として撮像素子12側に伸びる膨張なので、レンズホルダ16及び中間部材15の膨張とバックフォーカスの短縮を打ち消す作用を示す。したがって、撮像装置10は、撮像レンズ11をレンズ鏡胴13と中間部材15の二重構造によって、撮像素子12との距離を固定していることにより、レンズ鏡胴13と中間部材15とレンズホルダ16の各材料(線膨張係数)と、接合面41,42,43間の長さを適切に選択することにより、少なくとも、温度変化によるフォーカス移動を低減することができる。特に、Δ=B0+C0−D0−A0=B1+C 1−D1−A1を満たすように、レンズ鏡胴13と中間部材15とレンズホルダ16の各材料(線膨張係数)と、接合面41,42,43間の長さを適切に選択すれば、温度変化によるフォーカス移動を防止することができる。 Among these changes in length, expansion of the
なお、撮像レンズ11の構成(特に撮像レンズ11の長さ)によっては、単にレンズ鏡胴13と中間部材15の二重構造によって撮像レンズ11を保持するようにしただけでは、適切な線膨張係数の材料がなく、温度変化によるフォーカス移動を十分に低減できない場合がある。こうした場合でも、接合面41が撮像レンズ11の長さの1/3よりも前方(被写体側)になるようにフランジ部13bを設けておけば、ほぼ撮像レンズ11の長さ等によらずにレンズ鏡胴13,中間部材15,レンズホルダ16を前述の各材料から選択することができ、温度変化によるフォーカス移動の低減効果が得られやすい。 Note that depending on the configuration of the imaging lens 11 (particularly the length of the imaging lens 11), if the
フォーカス移動を低減するだけであれば、接合面41を撮像レンズ1.1の最も被写体側の面11aよりも前方に突出させ、撮像レンズよりも前方でレンズ鏡胴13と中間部材15を接合させても良い。 If only the focus movement is to be reduced, the
撮像装置10は、上述のように温度変化によるフォーカス移動を低減可能であることに加え、以下に示すように液体やほこり等の異物が内部に侵入し難い構造となっている。 In addition to being able to reduce focus movement due to temperature changes as described above, the
図4に示すように、撮像装置10は、レンズ鏡胴13の筒部13aの側面と中間部材15のフランジ部15aの側面との間はほぼ当接しているが、これらの間にはレンズ鏡胴13を中間部材15に嵌め込める程度の実際的な隙間51がある。また、これらは温度変化による膨張が可能なように接着はされていない。このため、撮像装置10に液体やほこり等の異物が付着した場合、この隙間51から液体やほこり等の異物が撮像装置10の内部(レンズ鏡胴13と中間部材15の間の空間)に侵入する可能性がある。特に、温度変化に応じてレンズ鏡胴13や中間部材15が膨張や収縮を繰り返すと、撮像装置10の前面に付着した液体やほこり等の異物を隙間51に引き込んでしまうことがある。しかし、撮像装置10の場合、フランジ部13bが隙間51を遮断するように突出した形状になっているので、フランジ部13bが隙間51に侵入した液体やほこり等の異物に対して堤防(防水堤,防塵堤)として作用する。このため、撮像装置10では、隙間51に液体やほこり等の異物が侵入したとしても、さらに奥に(特に撮像素子12がある空間に)液体やほこり等の異物が侵入することを防止することができる。なお、隙間51が接着されている場合でも、温度変化等の経時変化等によって接着部分に生じたクラックや隙間から液体やほこり等の異物が侵入することを防止することができる。 As shown in FIG. 4, in the
また、温度変化によってレンズ鏡胴13と中間部材15の膨張や収縮が繰り返されることにより、これらの接合面41にある接着剤53にクラックや隙間が生じる等の経時劣化が発生する場合があるが、撮像装置10の場合、接合面41が堤防的作用をするフランジ部13bの表面26にあることによって、接着剤53の経時劣化部分から液体やほこり等の異物は侵入し難い構造となっている。 Further, when the
なお、図5に示すように、フランジ部13bの表面26の基端部分には、接着剤溜まり61を設けておくことが好ましい。このように、接着剤溜まり61を設けておくと、接合面41からの接着剤53のはみ出しを防止できる。接合面41から接着剤53が接合面41以外の部分にはみ出している場合、温度変化によってレンズ鏡胴13と中間部材15の膨張や収縮が繰り返しによって、接着剤53のはみ出し部分が破損して、撮像装置10の内部でゴミが発生してしまう場合があるが、上述のように接着剤溜まり61を設けて、接着剤53の接合面41からのはみ出さないようにしておけば、こうした不具合を回避することができる。 In addition, as shown in FIG. 5, it is preferable to provide the
接着剤溜まり61は、図6に示す接着剤溜まり61aのように、フランジ部13bの全周に連続して設けられていても良いし、図7に示す接着剤溜まり61bのように、複数箇所に分断して設けられていても良い。 The
また、図8に示すように、フランジ部13bの接着剤溜まり61の代わりに、中間部材15に接着剤溜まり62を設けても良い。接着剤溜まり62が、中間部材15のフランジ部15aの全周にわたって設けられていてもよく、複数箇所に分断して設けられていても良いことはフランジ部13bの接着剤溜まり61aや接着剤溜まり61bと同様である。 Further, as shown in FIG. 8, an
なお、フランジ部13bに接着剤溜まり61aまたは接着剤溜まり61bを設けた上で、さらに中間部材15に接着剤溜まり62を設けても良い。また、フランジ部13bの接着剤溜まり61a,61bや中間部材15の接着剤溜まり62の代わりに、あるいはこれらとともに、レンズ鏡胴13の円筒部13aの側面に接着剤溜まりを設けても良い。 In addition, after providing the
さらに、フランジ部13bの接着剤溜まり61a,61bは、フランジ部13bの基端部に設けられているが、接合面41から接着剤53がはみ出さなければ接着剤溜まり61a,61bの位置は任意である。例えば、例えばフランジ部13bの中央等、フランジ部13bの基端部よりも先端寄りに接着剤溜まり61a,61bを設けても良い。中央部材15の接着剤溜まり62を設ける場合も同様である。 Further, the
なお、図5〜図8では、接着剤溜まり61(61a,61b),62の断面形状(光軸L1を含む面による断面)を半円状にしているが、接合面41からはみ出さないように余分な接着剤53を溜めておくことさえできれば、接着剤溜まり61(61a,61b),62の断面形状は任意である。 5 to 8, the cross sections of the adhesive reservoirs 61 (61 a, 61 b) and 62 (the cross section including the surface including the optical axis L 1) are semicircular, but do not protrude from the
なお、撮像装置10は、中間部材15とレンズホルダ16を、嵌合部15cの端面35と土台部16bの前面33で接着しているが、これらを接着する代わりに、図9に示すように撮像装置10で当接しているレンズホルダ16の凸部16aの側面29と中間部材15の嵌合部15cの内面28にネジ溝67を形成し、中間部材15とレンズホルダ16を螺合しても良い。 In the
なお、撮像装置10では、撮像レンズ11を構成する各レンズを全てガラスレンズにしているが、ガラスレンズの代わりにプラスチックレンズを用いても良い。また、ガラスレンズとプラスチックレンズを組み合わせて用いても良い。但し、プラスチックレンズはガラスレンズと比較して熱膨張係数が大きいので、温度変化によるフォーカス移動を抑えるためには、できる限りガラスレンズを用いることが好ましい。 In the
撮像装置10は、例えば自動車等の移動体の運転記録をとるためのドライブレコーダや車庫入れ等の運転ないし操縦をアシストするための撮影をする車載カメラに好適であるが、車載する以外にも、温度変化が大きく、かつ、液体やほこり等の異物が付着する可能性がある箇所での使用に好適である。 The
なお、撮像装置10では、フランジ部13bの側面21が平面であり、光軸L1を含む面によるフランジ部13bの断面が四角形になっているが、フランジ部13bは、レンズ鏡胴13の胴部13aの側面に突出し、中間部材15との接合が可能であれば任意の断面形状にして良い。例えば、フランジ部13bの側面21を円弧状にして、フランジ部13bの側面と中間部材15の胴部15bの内面23の接触面積を低減しても良い。このように、フランジ部13bの側面と中間部材15の接触面積を低減しておけば、温度変化によってレンズ鏡胴13や中間部材15が膨張(収縮)する場合にフランジ部13bと中間部材15の摩擦が少ないので、フランジ部13bが薄い場合でもフランジ部13bの変形を防ぐことができる。また、フランジ部13bの側面で中間部材15に引っかかることなく、レンズ鏡胴13が光軸L1に沿って均等に膨張(収縮)するので、光軸L1のぶれも発生し難い。フランジ部13cについても同様である。 In the
なお、フランジ部13bの光軸L1を含む面による断面形状は、中間部材15のフランジ部15aと接合することができれば任意形状で良い。例えば、平行四辺形でも良いし、台形でも良い。また、角部分(前面26と側面21とで形成される角)は、丸みを帯びた形状にしてあっても良いし、面取りしてあっても良い。 In addition, the cross-sectional shape by the surface containing the optical axis L1 of the
なお、撮像装置10には、中間部材15と接合するためのフランジ部13bの他に、軸ぶれを防止するためのフランジ部13cが設けられているが、軸ぶれを防止するためのフランジ部13cはなくても良い。 In addition to the
10 撮像装置
11 撮像レンズ
12 撮像素子
13 レンズ鏡胴
13a 円筒部
13b,13c フランジ部
15 中間部材
16 レンズホルダ
17 駆動基板
41,42,43 接合面DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記撮像レンズによって結像される前記被写体の像を撮像する撮像素子と、
前記レンズ鏡胴と線膨張係数が異なる材料からなり、一端の内周面に前記レンズ鏡胴と当接するフランジ部を有し、前記レンズ鏡胴の被写体側の面と前記フランジ部の前記撮像素子側の面が接合されることによって前記レンズ鏡胴を保持する中間部材と、
を備える撮像装置。An imaging lens that is held by a lens barrel and forms an image of a subject;
An image sensor that captures an image of the subject formed by the imaging lens;
The lens barrel is made of a material having a coefficient of linear expansion different from that of the lens barrel, and has a flange portion that comes into contact with the lens barrel on an inner peripheral surface at one end, and a subject side surface of the lens barrel and the imaging element of the flange portion An intermediate member for holding the lens barrel by bonding the side surface;
An imaging apparatus comprising:
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